CN209343382U - 一种电子标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子标签，包括天线；天线包括呈板状结构的辐射振子、沿辐射振子的延展方向连接于其一端的寄生环，和至少一个设于寄生环的邻侧且与辐射振子连接的耦合臂；固定于辐射振子且与辐射振子电气连接的芯片；设于天线的下方、用以支撑天线的支架；包围于天线、芯片和支架的外周的封装外壳，封装外壳通过注塑的方式实现内部密封。该电子标签通过在天线上设置寄生环和耦合臂能够调节天线的阻抗，使天线与芯片共轭匹配；同时还能够协调天线的谐振频率，以此减小天线的尺寸，进而减小位于封装外壳内的结构与空气接触的面积或者降低接触空气的可能性，提高电子标签对于外界复杂恶劣的环境的适应能力，延长其使用寿命。

Description

一种电子标签

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种电子标签。

背景技术

RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)技术是一种无线通信技术，可以通过无线电磁波信号读取或者写入应答器内存储的信息，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

电子标签，又称射频标签、射频识别标签等，一般由存有识别代码的大规模集成线路芯片和天线构成，主要为无源式，可以通过特殊的读写设备利用电磁波实现非可视化的读取和存储。

当前的使用寿命相对较长的电子标签主要采用超声波焊接工艺或者灌胶工艺以实现密封，但由于难以同时达到对耐高温与防水性能的需求，其使用寿命仍然有限，难以满足市场的需要。产生上述矛盾的原因在于：一、如果实现了完全的密封，则内部残留的空气在户外高温下易膨胀导致外壳破损，影响产品寿命；二、如果外壳开孔保证高温下气体可以正常排出，则又会导致水汽进入内部腐蚀内部电子器件，导致产品寿命缩短。

综上所述，如何提高电子标签的使用寿命，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电子标签，具有良好的耐高温性能和防水性能，使用寿命大大提升。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电子标签，包括：

天线；所述天线包括呈板状结构的辐射振子、沿所述辐射振子的延展方向连接于其一端的寄生环，和至少一个设于所述寄生环的邻侧且与所述辐射振子连接的耦合臂；

固定于所述辐射振子且与所述辐射振子电气连接的芯片；

设于所述天线的下方、用以支撑所述天线的支架；

包围所述天线、所述芯片和所述支架的外周的封装外壳，所述封装外壳通过注塑的方式实现内部密封。

优选地，所述封装外壳与所述支架采用同种塑料注塑而成、以便在二次注塑所述封装外壳的过程中所述封装外壳与所述支架融为一体结构。

优选地，所述耦合臂的数目具体为两个，且两个所述耦合臂以所述寄生环为对称轴、对称分布于所述寄生环的两侧。

优选地，所述耦合臂包括以顺时针回字形盘旋的第一耦合臂和位于所述第一耦合臂的外周、以逆时针回字形盘旋的第二耦合臂。

优选地，所述辐射振子还设有多个贯穿其板面的排气孔；全部所述排气孔呈圆孔状、且沿所述辐射振子的长度方向并列分布。

优选地，还包括相对于所述天线对称设置于所述支架的底面、用以增大所述天线的增益的导电底板。

优选地，所述辐射振子靠近所述寄生环的一端还具有沿所述辐射振子的宽边延展、用以调整所述辐射振子的阻抗的槽缝；所述芯片位于所述槽缝与所述寄生环之间。

优选地，所述槽缝为U型槽，且所述U型槽的槽底的长度大于所述辐射振子的短边的长度。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的电子标签通过在天线上设置寄生环和耦合臂能够调节天线的阻抗，使天线与芯片共轭匹配；同时还能够协调天线的谐振频率，以此减小天线的尺寸；尺寸较小的天线相对于尺寸较大的天线而言，无论是在注塑封装外壳的过程中还是在注塑后使用电子标签的过程中，均能够减小位于封装外壳内的结构与空气接触的面积或者降低接触空气的可能性，因而对于外界复杂恶劣的环境具有较好的适应能力，可延长使用寿命至10年以上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的电子标签的结构示意图；

图2为图1所示的第一种天线的结构示意图；

图3为图1所示的第二种天线的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1-图3，图1为本实用新型实施例所提供的电子标签的结构示意图；图2为图1所示的第一种天线的结构示意图；图3为图 1所示的第二种天线的结构示意图。

本实用新型提供一种电子标签，由天线1、固定于天线1的芯片 4、设于天线1下方的支架2以及包覆于上述结构外周的封装外壳3 构成，封装外壳3通过注塑的方式保证内部的气密封；其中，天线1 包括呈板状结构的辐射振子11和沿辐射振子11的延展方向连接于其一端的寄生环12，此外，辐射振子11上还设有至少一个与寄生环12 相邻的耦合臂13。

辐射振子11具体为一种耐高温柔性电路板，通常采用聚酰亚胺作为基材，铜作为导电层，将二者复合、压制、蚀刻而成。辐射振子11 通常通过粘合剂粘贴于支架2的上表面，以避免二者在注塑封装外壳3的过程中相对滑移。

寄生环12相当于给辐射振子11中引入了一个电感，能过调整寄生环12的尺寸和位置，能够调整辐射振子11的阻抗，同时耦合臂13 能够微调辐射振子11的阻抗，进而使辐射振子11与芯片4达到阻抗共轭。

相比于现有的电子标签，该电子标签通过在天线1上设置寄生环 12和耦合臂13以调节天线1的阻抗和天线1的谐振频率，使天线1 与芯片4共轭匹配的同时，减小天线1的尺寸，再以注塑的方式形成包覆于天线1和芯片4外周的封装外壳3，由于天线1的尺寸较小，位于封装外壳3内的结构与空气接触的面积也随之减小，此外由封装外壳3密封后的电子标签的内部结构与外界环境接触的可能性也降低，电子标签对于复杂恶劣的外界环境的适应能力得以提升，从而将电子标签的使用寿命延长至原来的两到三倍。

下面结合附图和实施方式，对本实用新型所提供的电子标签做更进一步的说明。

请参考图1和图2，除了减小天线1的尺寸以降低其与空气的接触面积或者可能性以外，作为优选，封装外壳3与支架2采用同种塑料注塑而成，在二次注塑封装外壳3的过程中封装外壳3能够与支架 2融为一体，天线1与支架2的接触面中夹杂的空气得以有第二次机会排至外界，而封装外壳3与支架2分子层面的连接也能够尽可能避免封装外壳3的内表面与内部结构残存空气，保证内部无空气同时满足耐高温与IP69完全防水防尘要求，从而使得该电子标签该可以工作于各种复杂场合，包括金属表面，塑料表面，液体表面以及悬挂在空气中，且寿命可达10年以上。

耦合臂13的具体设置方式有多种，在第一种天线1中，耦合臂 13的数目具体为两个，两个耦合臂13以寄生环12为对称轴、对称分布于寄生环12的两侧。举例而言，当寄生环12为矩形环状结构时，两个耦合臂13优选呈横截面为矩形的柱状结构，且以寄生环12的中心轴线为对称轴对称分布于寄生环12的两侧。此种耦合臂13的设置方式较为简单，加工难度也相应较小，适用于对调节效果要求不高的电子标签。

当然，为了使耦合效果更加明显、调整范围也更宽，请参考图3，在第二种天线1中，耦合臂13包括以顺时针回字形盘旋的第一耦合臂 131和位于第一耦合臂131的外周、以逆时针回字形盘旋的第二耦合臂132，在耦合效果等同于前述设置方式的情况下，能够进一步减小产品尺寸。显然，除了令第一耦合臂131和第二耦合臂132以回字形盘旋之外，还可以其他形式延长耦合臂13的长度，例如第一耦合臂 131和第二耦合臂132分别以S形在寄生环12的两侧蜿蜒曲折。

在上述任一实施例的基础上，辐射振子11还设有多个贯穿其板面的排气孔112；全部排气孔112呈圆孔状、且沿辐射振子11的长度方向并列分布。排气孔112能够及时将封堵于平面和平面之间的空气从孔洞的边缘挤压排出，避免注塑封装外壳3时内部残留有较多的空气，一般来说，排气孔112的数目越多，残余空气的可能性越小，但排气孔112的总面积和多个排气孔112分布于辐射振子11时的密度也会影响到辐射振子11作为天线1的其他特性，排气孔112的具体数目或者形状尺寸应当根据天线1的整体尺寸灵活调整。

请参考图1、图2和图3，进一步的，为了在电子标签有限的尺寸内提高天线1的增益，还包括相对于天线1对称设置于天线1支架 2的底面、用以增大天线1的增益的导电底板5。导电底板5的材料具体可采用铝板、铜箔或者铝箔等等，为了增大导电底板5对辐射振子11产生的辐射电平的叠加作用，导电底板5平行于辐射振子11设置，以便最大程度将辐射振子11产生的后瓣辐射电平反射并叠加于辐射振子11上。此外，导电底板5的形状可与辐射振子11的形状相同，当然，在封装外壳3的具体设置方式不同的前提下，导电底板5也可采用其他的形状，例如圆形或者其他不规则形状。

辐射振子11一般设置为形状较为规则的矩形板状结构以降低加工难度，其长边L1的长度为二分之一波长的整数倍。由于辐射振子 11的长度主要影响其谐振频率，且在一定范围内越长则波长越长，而频率越小，具体根据电子标签的应用场合确定。辐射振子11的宽边 W1的大小主要影响天线1的增益，一般辐射振子11的宽度越大，其增益也越大。相应地，可将寄生环12设置为矩形环状结构，使寄生环 12和辐射振子11的形状相互适应，从而合理的对寄生环12和辐射振子11进行布局，整体协调天线1的整体尺寸，减低寄生环12的连接难度。

进一步的，辐射振子11靠近寄生环12的一端还具有沿宽边延展、用以调整辐射振子11的阻抗的槽缝111；芯片4位于槽缝111与寄生环12之间且与寄生环12电气连接。

上述槽缝111具体可为U型槽，且U型槽的槽底沿宽边延展且其长度大于短边的长度，也即U型槽的开口朝向辐射振子11的短边，U 型槽用以微调阻抗的部分主要由其槽底承担，为此，槽底的长度以及其缝隙宽度均可根据电子标签的具体型号进行调整。

以上对本实用新型所提供的电子标签进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电子标签，其特征在于，包括：

天线(1)，所述天线(1)包括呈板状结构的辐射振子(11)、沿所述辐射振子(11)的延展方向连接于其一端的寄生环(12)，和至少一个设于所述寄生环(12)的邻侧且与所述辐射振子(11)连接的耦合臂(13)；

固定于所述辐射振子(11)且与所述辐射振子(11)电气连接的芯片(4)；

设于所述天线(1)的下方、用以支撑所述天线(1)的支架(2)；

包围所述天线(1)、所述芯片(4)和所述支架(2)的外周的封装外壳(3)，所述封装外壳(3)通过注塑的方式实现内部密封。

2.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述封装外壳(3)与所述支架(2)采用同种塑料注塑而成、以便在二次注塑所述封装外壳(3)的过程中所述封装外壳(3)与所述支架(2)融为一体结构。

3.根据权利要求2所述的电子标签，其特征在于，所述耦合臂(13)的数目具体为两个，且两个所述耦合臂(13)以所述寄生环(12)为对称轴、对称分布于所述寄生环(12)的两侧。

4.根据权利要求2所述的电子标签，其特征在于，所述耦合臂(13)包括以顺时针回字形盘旋的第一耦合臂(131)和位于所述第一耦合臂(131)的外周、以逆时针回字形盘旋的第二耦合臂(132)。

5.根据权利要求3或4所述的电子标签，其特征在于，所述辐射振子(11)还设有多个贯穿其板面的排气孔(112)；全部所述排气孔(112)呈圆孔状、且沿所述辐射振子(11)的长度方向并列分布。

6.根据权利要求5所述的电子标签，其特征在于，还包括相对于所述天线(1)对称设置于所述支架(2)的底面、用以增大所述天线(1)的增益的导电底板(5)。

7.根据权利要求6所述的电子标签，其特征在于，所述辐射振子(11)靠近所述寄生环(12)的一端还具有沿所述辐射振子(11)的宽边延展、用以调整所述辐射振子(11)的阻抗的槽缝(111)；所述芯片(4)位于所述槽缝(111)与所述寄生环(12)之间。

8.根据权利要求7所述的电子标签，其特征在于，所述槽缝(111)为U型槽，且所述U型槽的槽底的长度大于所述辐射振子(11)的短边的长度。